3.4 电路创新设计展示 培优练习（含解析）2023-2024学年教科版物理九年级上册

（培优篇）2023-2024学年上学期初中物理教科新版九年级同步分层作业3.4 电路创新设计展示
一．选择题（共6小题）
1．如图，许多小区都安装了智能门禁系统。该系统可实现：当业主车辆进出小区时，通过摄像头识别车牌后，自动通电起杆放行；当外来车辆进出时，由门卫登记后，手动通电起杆放行。如图中同学们设计的四种电路，可实现上述功能的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，汽车装有日间行车灯可以提高行车安全，当汽车启动时，S1闭合，日间行车灯L1立即亮起：再闭合S2车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是：（　　）
A． B．
C． D．
3．测量体温是新冠疫情防控的重要措施。某电子测温枪靠近被测者额头后，闭合测温开关S1，热敏电阻R工作，测温枪的显示屏显示被测者的温度；在环境光线较暗看不清示数时，再闭合开关S2，显示屏的补光灯泡L发光；在测温开关S1断开时，只闭合开关S2，灯泡L不发光。则该测温枪的简化电路可能是（　　）
A． B．
C． D．
4．为防止因超载或电动车进入而造成电梯安全事故，镇江某小区在电梯内安装了管控系统：当检测到电梯超载，或监控到电动车进入电梯时，电机不工作使电梯停止运行，电梯超载时开关S1将断开，电动车进入时开关S2将断开，则符合上述要求的电路是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．为保证司乘人员的安全，轿车上设有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带，则开关S2断开，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关S2闭合，指示灯熄灭。下列设计最合理的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
6．为加强疫情防控、保护师生安全，学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，开关S1闭合；若红外测温数值在正常范围内，开关S2闭合。只有两个条件都满足时，系统才会启动电动机打开闸门放行。如图中电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共1小题）
7．冲洗照片时用的“曝光箱”内有红白两个灯泡，箱外有两个开关S1、S2．闭合S1时只有红灯亮，再闭合S2时红灯和白灯均发光，并且要求在S1闭合前，即使先闭合S2，白灯也不发光。符合上述要求的电路图是　 　
三．作图题（共4小题）
8．居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电。小明想利用光控开关和声控开关设计出一种“聪明”的电路﹣﹣晚上，有人走动发出声音，灯亮；白天，无论发出多大声音，电灯也不会亮。请把图中的器材连接成符合要求的电路（光控开关在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；声控开关在有人走动发出声音时就闭合，闭合后经过一两分钟便自动断开）。
9．按要求完成作图。
如图，是新一代代步工具电动独轮车，依靠电力驱动低碳环保。当电源开关S1闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机才能启动，开始运动。请设计符合要求的电路，将电路图画在下面的虚线框中。
10．按要求设计电路，并把电路图画在图中方框内。要求：只闭合开关S1，电灯亮同时电铃响；只闭合开关S2，电灯不亮，电铃不响；同时闭合开关S1、S2，电灯亮，电铃不响。
11．有一商品仓库，后门进货，前门取货。现有红、绿两只灯泡和一个电铃，一个电池组，两个开关，还有导线若干。请你利用这些材料，为仓库值班人员设计一个电路，并将电路图画在虚线框内。要求：电铃响，同时红灯亮，表示取货人在前门按开关；电铃响，同时绿灯亮，表示送货人在后门按开关。
（培优篇）2023-2024学年上学期初中物理教科新版九年级同步分层作业3.4 电路创新设计展示
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．如图，许多小区都安装了智能门禁系统。该系统可实现：当业主车辆进出小区时，通过摄像头识别车牌后，自动通电起杆放行；当外来车辆进出时，由门卫登记后，手动通电起杆放行。如图中同学们设计的四种电路，可实现上述功能的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：小区业主车辆进出小区门禁系统，通过摄像头识别车牌后，自动通电起杆放行；当外来车辆进出时，由门卫登记后，手动通电起杆放行。
将摄像头识别和手动通行看成两个开关，则两个开关能单独控制电动机，即两开关并联后再与电动机串联，只有C正确。
故选：C。
2．如图所示，汽车装有日间行车灯可以提高行车安全，当汽车启动时，S1闭合，日间行车灯L1立即亮起：再闭合S2车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是：（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：
A．由电路图可知，只闭合S1时，只有日间行车灯L1亮，再闭合S2时，车前大灯L2亮，故A符合题意；
B．由电路图可知，只闭合S1时，车前大灯L2亮，再闭合S2时，日间行车灯L1亮，故B不符合题意；
C．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡均不亮，故C不符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡都亮，再闭合S2时，日间行车灯L1不亮，故D不符合题意。
故选：A。
3．测量体温是新冠疫情防控的重要措施。某电子测温枪靠近被测者额头后，闭合测温开关S1，热敏电阻R工作，测温枪的显示屏显示被测者的温度；在环境光线较暗看不清示数时，再闭合开关S2，显示屏的补光灯泡L发光；在测温开关S1断开时，只闭合开关S2，灯泡L不发光。则该测温枪的简化电路可能是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：经分析可知，灯泡L和热敏电阻R并联，S1在干路上，S2在灯泡L的支路上。
A.由电路图可知，灯泡L与热敏电阻R并联，只闭合测温开关S1时，热敏电阻R工作；只闭合开关S2，只有灯泡L发光，故A不符合题意；
B.由电路图可知，闭合温控开关S1，只有热敏电阻R工作，再闭合开关S2，灯泡L发光，开关S1断开时闭合开关S2，灯泡L不发光，故B符合题意；
C.由电路图可知，开关S1断开时，闭合开关S2，灯泡L发光，故C不符合题意；
D.由电路图可知，只闭合测温开关S1时，灯泡和热敏电阻R都工作，闭合S2时，R被短路，只有灯泡工作，故D不符合题意。
故选：B。
4．为防止因超载或电动车进入而造成电梯安全事故，镇江某小区在电梯内安装了管控系统：当检测到电梯超载，或监控到电动车进入电梯时，电机不工作使电梯停止运行，电梯超载时开关S1将断开，电动车进入时开关S2将断开，则符合上述要求的电路是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：
根据题意知，开关S1将断开或开关S2将断开，都能使电动机停止工作，说明两开关相互影响，即两开关串联起来控制电动机。由各选项图知，A符合要求，BCD不符合要求。
故选：A。
5．为保证司乘人员的安全，轿车上设有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带，则开关S2断开，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关S2闭合，指示灯熄灭。下列设计最合理的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：
由题知，S1闭合、开关S2断开指示灯亮，S2闭合，指示灯熄灭。
A、指示灯与S1串联，与S2并联，乘客坐下时S1闭合指示灯亮，系上安全带时S2闭合，指示灯被短路熄灭，但出现电源短路，故A不符合题意；
B、指示灯与S1串联，与S2并联，乘客坐下时S1闭合指示灯亮，系上安全带时S2闭合，指示灯被短路熄灭，并且不会出现电源短路，故B符合题意；
C、两开关串联，只有乘客坐下，系上安全带S2闭合时指示灯才会发光，故C不符合题意；
D、两开关并联后与指示灯串联，无论是乘客坐下时S1闭合还是系上安全带时S2闭合，指示灯都会发光，故D不符合题意。
故选：B。
6．为加强疫情防控、保护师生安全，学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，开关S1闭合；若红外测温数值在正常范围内，开关S2闭合。只有两个条件都满足时，系统才会启动电动机打开闸门放行。如图中电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明两个开关是相互影响的，所以两个开关是串联的，由选项可知B正确。
故选：B。
二．填空题（共1小题）
7．冲洗照片时用的“曝光箱”内有红白两个灯泡，箱外有两个开关S1、S2．闭合S1时只有红灯亮，再闭合S2时红灯和白灯均发光，并且要求在S1闭合前，即使先闭合S2，白灯也不发光。符合上述要求的电路图是　B　
【解答】解：根据题意可知，红灯与白灯并联，开关S1位于干路，开关S2位于白灯的支路。
A．由电路图可知，闭合S1时两灯泡均不发光，与题意不符，故A错误；
B．由电路图可知，红灯与白灯并联，开关S1位于干路，开关S2位于白灯的支路，开关的闭合、断开时灯泡的亮暗符合题意，故B正确；
C．由电路图可知，S1闭合前，只闭合S2时，白灯发光，不符合题意，故C错误；
D．由电路图可知，闭合S1时两灯泡均不发光，与题意不符，故D错误。
故选B。
三．作图题（共4小题）
8．居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电。小明想利用光控开关和声控开关设计出一种“聪明”的电路﹣﹣晚上，有人走动发出声音，灯亮；白天，无论发出多大声音，电灯也不会亮。请把图中的器材连接成符合要求的电路（光控开关在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；声控开关在有人走动发出声音时就闭合，闭合后经过一两分钟便自动断开）。
【解答】解：由题知，晚上，有人走动发出声音，灯亮；白天，无论发出多大声音，电灯也不会亮，说明两个开关不能独立工作，即两个开关应串联，再和灯泡串联。设计电路图如下：
9．按要求完成作图。
如图，是新一代代步工具电动独轮车，依靠电力驱动低碳环保。当电源开关S1闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机才能启动，开始运动。请设计符合要求的电路，将电路图画在下面的虚线框中。
【解答】解：由题意可知，当电源开关S1闭合时指示灯亮起，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机才能启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响即为并联，且开关S1位于干路，开关S2位于电动机支路，如图所示：
10．按要求设计电路，并把电路图画在图中方框内。要求：只闭合开关S1，电灯亮同时电铃响；只闭合开关S2，电灯不亮，电铃不响；同时闭合开关S1、S2，电灯亮，电铃不响。
【解答】解：只闭合开关S1，电灯亮同时电铃响，说明S1控制电灯和电铃，同时闭合开关S1、S2，电灯亮，电铃不响，说明电灯和电铃并联，并且S2与电铃并联，因此只闭合开关S2，电灯不亮，电铃不响；电路图如下图所示：
11．有一商品仓库，后门进货，前门取货。现有红、绿两只灯泡和一个电铃，一个电池组，两个开关，还有导线若干。请你利用这些材料，为仓库值班人员设计一个电路，并将电路图画在虚线框内。要求：电铃响，同时红灯亮，表示取货人在前门按开关；电铃响，同时绿灯亮，表示送货人在后门按开关。
【解答】解：
经分析，两个电灯为并联，且各有一个开关控制，而电铃串联在干路中；即红灯亮时，电铃响表示取货人在前门按开关；绿灯亮时，电铃响表示送货人在后门按开关。电路图如图所示：
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